随着通信和计算技术的高速发展,光通信光计算器件因其超大带宽、超高速率、抗干扰等优良的特性,得到了越来越广泛的应用。光学非互易器件,可用于制作光隔离器、光环形器、光二极管等基本元件,在光通信光计算领域起着重要作用。进入21世纪,随着光子集成概念的提出和发展,对光学非互易器件提出了新的要求。传统分立式的磁光非互易器件不再能满足要求,因而需要设计新型的集成无源光学非互易器件。本文的研究内容主要包括:从洛伦兹互易定理出发,介绍了实现光学非互易传输的方法。接着介绍了现有的实现光学非互易三大类方案及其原理:基于磁光效应的方案,基于空间-时间折射率调制的方案和基于非线性效应的方案。随后,本文针对现有的集成无源非互易方案所存在的带宽过小的缺点,提出了两种新型非互易器件。提出了一种基于非对称混合狭缝波导耦合结构的非互易器件。耦合器的两支为分别填充了不同材料的狭缝波导。耦合器的两支所具有的光学非线性系数差别很大,因而对正向输入的光和反向输入的光会有不同的透射率。此器件具有超大非互易带宽(66 nm),并能在连续光情况和超短脉冲光(200 fs)情况下工作。提出了一种基于光梯度力效应的非互易器件。光力耦合器的一支采用了悬空的波导。由于光梯度力的作用,波导会发生弯曲并导致其折射率改变,即力学克尔效应。由于力学克尔效应远强于光学非线性效应,使得器件的工作功率得以降低。此器件具有非常低工作功率(390μW)和较大的非互易带宽(13.1 nm)。